细说DC-DC转换器的抗干扰性（1）

负载调节在给定输出电流范围内 (Iout) 定义输出电压 (Vout) 的变化。由于输出电压接近Vs输入电压，串联输出电压调节晶体管 (Q1) 近饱和状态和电压/电流增益衰降，会导致负载调节特性恶化。这种情况也适用于线路调节。线路调节是在给定输入电压 (Vs) 范围内改变输出电压 (Vout)。同样，Vo线路调节一般以mV级定义低电平Vs，随着输入电压的变化，mV级可以放大十倍(与输出电压相比)，达到输出电压调节晶体管接近击穿点时，其增益会随之下降。线路调节还可以实现纹波抑制 (Vin/Vout比)，且应大于60 dB，以避免AC波纹通过输入电源线路接入线性调节器DC输入电压。纹波抑制对于需要保证精确增益和dc精度的模拟系统至关重要。对进入线性调节器的电源纹波，还可以通过增加必要的电源去耦电容，进一步滤除线性调节器输入和输出中不希望出现的纹波来加以改善 (后面我们将深入讨论电源去耦问题)。

去耦示意图 (Vout通过与两个电容串联的L接地)

图2

正确去耦以降低噪声的一些重要设计理念如图2所示。将一个大容量电解电容C1 (一般为10 µF – 100 µF) 放在线性调节器输出端附近 (2英寸以内)。这个电容用作电荷库，可即刻为负载提供电流，而不必通过调节器/电感提供电荷。小容量电容C2 (一般为0.01 µF – 0.1 µF) 的位置应尽可能靠近负载，这个电容的目的是降低负载的高频噪声。所有去耦电容应连接大面积低阻抗接地层，以降低阻抗。线性调节器输出端电感器L1 (通常采用小型铁氧体磁珠) 限制系统内噪声并抑制外部负载高频噪声，同时避免内部产生的噪声 (来自负载) 传播到系统的其他部分。

去耦可以非常有效地滤除 (频带限制) 线性调节器的噪声功率。线性调节器噪声功率往往规定为几微伏均方根值 (rms)，如LM340/78XX系列。这个噪声值可以限定在10Hz至100 KHz窄带宽范围内，但必须注意，如果不采用交流去耦的话 (如上所述)，实际噪声带宽会非常高。

最后，尽管线性调节器使用简便 (一般为3个端子，即输入、接地和输出)，在大部分电路环境下具有出色的DC和AC特性，但在热特性方面存在极大局限性。由于线性调节器内部电路输入电压Vs高于输出电压Vout (Vs-Vout>2V)，这种压差(Vs-Vout)乘以输出电流 (Iout) 给出的功率值，最终成为线性调节器和系统的热耗散。必须认真考虑这种热量转换因素。在整个设计中，必须考虑正确散热和系统周围气流问题。例如，如果线性调节器最大结温为150 °C (且系统中没有散热器或气流)，系统环境温度可达到125 °C;如果Θja接近 50 °C/W，线性调节器最大功率输出应限制在 ½ W以下，以保持在可接受的结温极限以内。这是为什么线性调节器对于需要大功率和热效率的系统存在显著缺点。下面的文章，我们将讨论解决这两个问题的开关调节器。

线性调节器仍是电子器件和系统设计的关键，无论驱动其他器件的独立电路，还是驱动其他片上电路的子单元。为保证整体系统达到最高性能，需要认真设计并遵守技术规格的要求。